DE4006063A1 - Verfahren zur herstellung einer leiterplatte fuer elektronische bausteine - Google Patents
Verfahren zur herstellung einer leiterplatte fuer elektronische bausteineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer
Leiterplatte zur Aufnahme elektronischer Bausteine, wobei
die Leiterplatte durch Vereinigung einer Substratschicht
mit einer Metallschicht aufgebaut ist. Insbesondere be
trifft die Erfindung ein solches Herstellungsverfahren, dem
ein vorbestimmter Teil der Metallschicht durch Fräsen mit
tels Laser von der Substratschicht befreit wird.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine Leiterplatte zur Auf
nahme elektronischer Bausteine, die mit einem
bekannten Herstellungsverfahren hergestellt
ist;
Fig. 2a
bis 2d teilweise vergrößerte Schnittansichten, die
jeweils einen Zwischenschritt bei der bekann
ten Herstellung der Leiterplatte zur Aufnahme
elektronischer Bausteine gemäß Fig. 1 zeigen;
Fig. 3a
und 3b teilweise vergrößerte Schnittansichten, die
jeweils einen Zwischenschritt bei der bekann
ten Herstellung der Leiterplatte zur Aufnahme
elektronischer Bausteine nach einem anderen
Verfahren zeigen;
Fig. 4a
bis 4c teilweise vergrößerte Schnittansichten, die
jeweils einen Zwischenschritt bei der Her
stellung einer Leiterplatte zur Aufnahme elek
tronischer Bausteine gemäß einem Herstellungs
verfahren nach der Erfindung zeigen;
Fig. 5 eine teilweise vergrößerte Draufsicht auf ein
Beispiel der Leiterplatte zur Aufnahme elek
tronischer Bausteine, die nach dem Herstel
lungsverfahren der Erfindung hergestellt ist;
Fig. 6 einen Schnitt II-II nach Fig. 5;
Fig. 7a
bis 7c teilweise vergrößerte Schnittansichten, die
jeweils einen Zwischenschritt bei der Herstel
lung der Leiterplatte nach den Fig. 5 und 6
zeigen;
Fig. 8 eine Perspektivansicht eines anderen Beispiels
der Leiterplatte für die Aufnahme elektroni
scher Bausteine, die nach der Erfindung her
gestellt ist; und
Fig. 9a
bis 9c teilweise vergrößerte Schnittansichten, die
jeweils einen Zwischenschritt bei der Herstel
lung der Leiterplatte nach Fig. 8 zeigen.
Da moderne hochintegrierte elektronische Bausteine nicht
so, wie sie sind, zum Aufbau verschiedener elektronischer
Geräte verwendet werden können, müssen sie auf Leiterplat
ten montiert werden. Dazu wurden bereits verschiedene Arten
von Leiterplatten zur Aufnahme elektronischer Bausteine
entwickelt und vorgeschlagen.
Eine Leiterplatte zur Aufnahme elektronischer Bausteine,
wobei ein elektronischer Baustein mit Anschlüssen wie etwa
Anschlußleitern verbunden ist, um ihn extern anzuschließen,
ist als Leiterplatte in solcher Weise aufgebaut, daß eine
Substratschicht, die aus einem Harz od. dgl. besteht und
sehr gute Isoliereigenschaften hat, mit einer Metallschicht
vereinigt wird, die als Leiterschicht, Zuleitung, Wärme
übertragungsschicht od. dgl. dient, und daß auf der Vorder
seite oder im Inneren der Substratschicht Leiterbahnab
schnitte od. dgl. ausgebildet werden.
Bei einer solchen Leiterplatte zur Aufnahme elektronischer
Bausteine ist es allgemein üblich (Fig. 1), eine Metall
schicht 11 an einer Substratschicht 12 freizulegen, um
z. B. eine Ausnehmung 13 zum Befestigen eines elektroni
schen Bausteins 20 daran sowie einen Wärmeabstrahlungsteil
18 zur Ableitung der von dem elektronischen Baustein 20
erzeugten Wärme zu bilden.
Der Grund für die Bildung der Ausnehmung 13 zur Aufnahme
des elektronischen Bausteins und des Wärmeabstrahlungsteils
18 mit von der Substratschicht 12 befreiten Metallschicht
11 ist, daß die bei Aktivierung des elektronischen Bau
steins 20 erzeugte Wärme direkt auf die hoch wärmeleitfä
hige Metallschicht 11 übertragen und von dem Wärmeabstrah
lungsteil 18 weiter zur Atmosphäre abgeleitet werden kann,
wodurch die Wärmeableitung des elektronischen Bausteins 20
verbessert wird, oder daß die Leiterplatte zur Aufnahme
elektronischer Bausteine mit der von der Substratschicht 12
befreiten Metallschicht 12 und dem daran befestigten elek
tronischen Baustein 20 insgesamt dünner gemacht werden
kann.
Ein bekanntes Verfahren zur Ausbildung des freigelegten
Metallteils 11 A der Leiterplatte für elektronische Bau
steine wird bisher normalerweise wie folgt durchgeführt:
Wie die Fig. 2(a)-2(d) beispielsweise zeigen, wird mit
einer Oberfläche der Substratschicht 12 eine Haftfolie 12 a
durch Thermokompression verbunden (vorläufig verbunden),
und zwar mittels einer Presse od. dgl., wobei die Haftfolie
in solcher Weise ausgebildet ist, daß ein härtbarer Harz
verbundstoff, der ein Epoxidharz, ein ungesättigtes Poly
esterharz, ein Polyimidharz od. dgl. als Hauptkomponente
enthält, zu Folien- oder Filmform gepreßt und die Folie
oder der Film durch Erwärmen auf eine geeignete Temperatur
für eine geeignete Zeitdauer in einen halbgehärteten Zu
stand gebracht wird. Dann werden diejenigen Teile der Sub
stratschicht 12 und der Haftfolie 12 a, die dem freizule
genden Metallteil 11 A entsprechen, unter Anwendung eines
Fräswerkzeugs 30 abgetragen. Der Fräsvorgang wird mit einem
Rautingfräser od. dgl. ausgeführt, indem die Substrat
schicht 12 ausgefräst wird. Die Metallschicht 11 wird auf
die so bearbeitete Substratschicht 12 aufgebracht und
durch Thermokompressionsbonden (endgültiges Bonden) damit
verbunden, indem wiederum eine Presse od. dgl. verwendet
wird, so daß die Leiterplatte gewünschter Form zur Auf
nahme elektronischer Bausteine gebildet ist.
Um die oben erwähnte Haftfolie 12 a für die Vereinigung der
Substratschicht 12 mit der Metallschicht 11 einsetzen zu
können, muß das Harz dieser Haftfolie während des Erwärmens
und der Kompression ein geringes Fließvermögen haben. Damit
soll verhindert werden, daß das Harz der Haftfolie 12 a aus
fließt und den Teil der Oberfläche der Metallschicht 11
überdeckt, der zum freigelegten Teil 11 A werden soll, wenn
die Substratschicht 12 und die Metallschicht 11 mittels
Thermokompressionsbonden durch eine Presse od. dgl. mit
einander endgültig vereinigt werden.
Einer Haftfolie 12 a mit derart geringem Fließvermögen wird
normalerweise dadurch Flexibilität verliehen, daß dem härt
baren Harzverbundmaterial eine gummiartige Komponente zuge
fügt wird, so daß es Haft- und Fließvermögen erhält. Durch
den Zusatz der gummiartigen Komponente weist diese Art von
Haftfolie jedoch Nachteile auf, und zwar sind die Warmfe
stigkeit, die Feuchtebeständigkeit, die Beständigkeit gegen
Chemikalien etc. verschlechtert.
Somit kann die Leiterplatte 10 zur Aufnahme elektronischer
Bausteine, die mit dem freiliegenden Metallteil 11 A durch
Bonden der Substratschicht 12 und der Metallschicht 11 mit
der Haftfolie 12 a mit geringem Fließvermögen hergestellt
ist, keine große Zuverlässigkeit in bezug auf Warmfestig
keit, Feuchtebeständigkeit, Beständigkeit gegen Chemikalien
etc. bieten.
Ein weiteres bekanntes Verfahren läuft wie folgt ab: Wie
die Fig. 3(a)-3(b) beispielsweise zeigen, werden Schichten
von Prepreg 12 auf die Metallschicht 11 geschichtet, wobei
das Prepreg derart hergestellt ist, daß Glasgewebe od. dgl.
mit einem warmhärtbaren Harz imprägniert und das Glasgewebe
durch Erwärmen auf eine geeignete Temperatur für eine ge
eignete Zeitdauer in einen halbgehärteten Zustand gebracht
wird. Die Prepregschichten werden mit der Metallschicht 11
durch eine Presse od. dgl. mittels Thermokompressionsbonden
verbunden, so daß die Substratschichten 12 gebildet werden.
Dann wird der Teil der Substratschicht 12, der der Fläche
entspricht, die das freiliegende Metallteil 11 A bilden
soll, einer sogenannten "Zaguri-Bearbeitung" (Stirnfräsen)
unterzogen, wobei der Teil durch Bewegen das Vorderende
eines Fräswerkzeugs 30 abgetragen und der freiliegende
Metallteil 11 A gebildet wird.
Bei der Bildung des freiliegenden Metallteils 11 A durch
diese "Zaguri-Bearbeitung" (Stirnfräsen) ist es in der
Praxis schwierig, nur denjenigen Teil der Substratschicht
12 abzutragen, der dem freiliegenden Teil 11 A entspricht.
Allgemein wird daher die darunterliegende Metallschicht 11
gleichzeitig dem Fräsvorgang unterzogen, um die Substrat
schicht 12 zuverlässig zu entfernen.
Bei der oben beschriebenen Bildung des freiliegenden Me
tallteils 11 A durch Zaguri-Bearbeitung (Stirnfräsen) wird
das Werkzeug 30 über den gesamten freizulegenden Teil 11 A
und nicht nur über dessen Außenrand bewegt. Daher sind
lange Bearbeitungszeiten erforderlich. Um ferner den Teil
der Substratschicht 12, der dem freiliegenden Teil 11 A ent
spricht, zuverlässig abzutragen, muß auch ein Teil der
Metallschicht 11, die darunterliegt, weggefräst werden.
Daher war es bisher unmöglich, den freiliegenden Teil 11 A
ohne irgendeinen Fehler an der Metallschicht 11 auszubil
den. Da ferner die gesamte Fläche des freiliegenden Teils
11 A und auch die Metallschicht 11 auf diese Weise von dem
Werkzeug 30 ausgefräst werden müssen, ist die Gefahr groß,
daß Beschädigungen durch das Werkzeug 30 entstehen.
Als Bearbeitungsverfahren zur Bildung einer Öffnung in der
Substratschicht 12 der Leiterplatte 10 zur Aufnahme elek
tronischer Bausteine wurde außerdem bereits ein Verfahren
zur Herstellung einer Leiterplatte vorgeschlagen, bei dem
ein Laserstrahl zur Bearbeitung verwendet wird (JP-OS
61-95 792). Nach dem im Amtsblatt dazu enthaltenen Patent
anspruch ist dieses Verfahren wie folgt beschrieben:
"Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte bei einem
Verfahren zur Bildung einer Öffnung durch Anwendung eines
Laserstrahls in einem Teil einer Leiterplatte, von dem eine
Metallfolie entfernt wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die
Öffnung von dem Laserstrahl gebildet wird, dessen Laser
wellenlänge in einem Wellenlängenbereich liegt, der von der
Metallfolie reflektiert wird, und der eine Lichtprojek
tionsfläche hat, die wenigstens den Teil überdeckt, von dem
die Metallfolie entfernt ist."
Dieses Verfahren eignet sich ausgezeichnet zur Bildung
kleiner Öffnungen. Um jedoch den Teil der Substratschicht
12 mit vergleichsweise großer Fläche zu entfernen und die
Metallschicht 11 freizulegen, muß die Substratschicht 12
entsprechend dem gesamten freizulegenden Teil 11 A von dem
Laserstrahl verdampft werden, was ziemlich lang dauert und
eine lange Betriebsdauer des teuren Lasergeräts bedingt, so
daß dieses Verfahren zur Herstellung der Leiterplatte für
die Aufnahme elektronischer Bausteine ungeeignet ist.
Es wurden daher verschiedene Untersuchungen von Möglich
keiten durchgeführt, wie der relativ großflächige freilie
gende Metallteil 11 A in der Substratschicht 12 der Leiter
platte in einfacher Weise gebildet werden könnte, und zwar
unter Bearbeitung der Substratschicht 12 mit einem Laser
strahl.
Die Erfindung resultiert aus den oben genannten Umständen,
und ein durch die Erfindung zu lösendes Problem besteht
darin, die beim Ausbilden eines relativ großflächigen frei
liegenden Metallteils 11 A mit dem bekannten Verfahren auf
tretenden Schwierigkeiten auszuschalten.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfah
rens, mit dem auch bei nur teilweiser Bearbeitung durch
einen Laserstrahl ein freiliegender Metallteil in einer
Leiterplatte zur Aufnahme elektronischer Bausteine zuver
lässig und in kurzer Zeit über eine relativ große Fläche
gebildet und eine Leiterplatte für elektronische Bausteine
mit hoher Zuverlässigkeit hergestellt werden kann.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein
Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte zur Aufnahme
elektronischer Bausteine, wobei die Leiterplatte durch Ver
einigung einer Substratschicht und einer Metallschicht auf
gebaut und ein vorbestimmter Teil der Metallschicht von der
Substratschicht befreit wird; das Verfahren ist gekenn
zeichnet durch
- 1) Anordnen einer Maske zwischen der Substratschicht und dem Teil der Metallschicht, der der freiliegende Teil wer den soll, und anschließendes Vereinigen der Substratschicht mit der Metallschicht;
- 2) Projizieren eines Laserstrahls auf den die Maske umge benden Teil der auf der Metallschicht befindlichen Sub stratschicht, und zwar in einer Richtung von einer Seite der Substratschicht zu einer Seite der Metallschicht, so daß der die Maske umgebende Teil der Substratschicht aus gefräst wird; und
- 3) Ablösen des auf der Maske verbleibenden Teils der Sub stratschicht gemeinsam mit der Maske.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung entsprechend Fig. 4(a)
wird zuerst eine Maske 16 zwischen der Substratschicht 12
und dem Teil einer Metallschicht 11, die ein freiliegender
Teil 11 A werden soll, angeordnet, um die Substratschicht
und diesen Teil der Metallschicht an einer Vereinigung zu
hindern, während jedoch die Substratschicht 12 und der Rest
der Metallschicht 11 vereinigt werden können.
Dabei kann jede Art von Maske 16 eingesetzt werden, voraus
gesetzt sie verformt sich nicht unter Einwirkung von Wärme
oder Druckstößen etc., die während der Schrittfolge zur
Herstellung der Leiterplatte auftreten, z. B. dem Schritt
der Vereinigung der Metallschicht 11 mit der Substrat
schicht 12; außerdem muß die Maske schließlich mit irgend
welchen Mitteln von der Metallschicht 11 ablösbar sein.
Beispiele dafür sind Harzfilme mit vergleichsweise hoher
Wärmestabilität sowie Metallfolien.
Ferner werden die Metallschicht 11 und die Substratschicht
12 in solcher Weise vereinigt, daß, während ein härtbares
Harz vor dem vollständigen Aushärten in innigem Kontakt mit
der Metallschicht 11 gehalten wird, es für eine geeignete
Zeitdauer auf eine geeignete Temperatur erwärmt wird, so
daß die Metallschicht 11 und die Substratschicht 12 mit
einander verbunden werden. Als Vereinigungs- oder Verbin
dungsverfahren wird beispielsweise ein Verfahren angewandt,
bei dem eine Prepregschicht 12 b auf die Metallschicht 11
geschichtet und durch Thermokompressionsbonden in einer
Presse od. dgl. damit verbunden wird, so daß die Prepreg
schicht 12 b zu der Substratschicht 12 geformt wird; ferner
kann ein Verfahren angewandt werden, bei dem eine Haftfolie
12 a in halbgehärtetem Zustand zwischen der Metallschicht 11
und der Substratschicht 12 angeordnet und mittels Thermo
kompressionsbonden in einer Presse od. dgl. damit verbunden
wird, wodurch die Substratschicht 12 mit der Metallschicht
vereinigt wird; oder es kann ein Spritzgießverfahren ange
wandt werden, bei dem das warmhärtbare Harz in eine Metall
form, in der die Metallschicht 11 gehalten ist, gespritzt
und durch Warmhärten zu den Substratschichten 12 geformt
wird.
Wie Fig. 4(b) zeigt, wird anschließend ein Laserstrahl LB
von außerhalb der oben beschriebenen Substratschicht 12 auf
denjenigen Teil derselben projiziert, der auf der die Maske
16 umgebenden Metallschicht 11 liegt.
Der hier angewandte Laserstrahl LB muß die Substratschicht
12 ohne Beschädigung der Metallschicht 11 fräsen. Er sollte
daher vorteilhaft eine Wellenlänge haben, die für Metalle
hochreflektiv ist. Bei Verwendung eines CO2-Lasers mit
einer Laserwellenlänge von 10,6 um kann die Substratschicht
12 ohne jede Beschädigung der Metallschicht 11 durchtrennt
werden.
Auf diese Weise wird derjenige Teil der Substratschicht 12
auf der Metallschicht 11, der die Maske 16 umgibt, von dem
Laserstrahl durchtrennt, wobei ein Einschnitt um die Maske
16 herum entsteht (Fig. 4(b)), der den über der Maske 16
liegenden Teil der Substratschicht 12 zuverlässig von der
übrigen Substratschicht 12 trennt.
Nach Bildung eines solchen die Maske 16 umgebenden Ein
schnitts ist der über der Maske 16 liegende Teil der Sub
stratschicht 12 vollständig von der übrigen Substratschicht
12 getrennt. Da ferner die Maske 16 und die Metallschicht
11 nicht haftend miteinander verbunden sind, kann die Maske
16 leicht abgelöst werden.
Nach den obigen Schritten wird der über der Maske 16 lie
gende Teil der Substratschicht 12 von der Metallschicht 11
gemeinsam mit der Maske abgelöst, so daß der freiliegende
Metallteil 11 A fertiggestellt ist, wie Fig. 4(c) zeigt.
Wenn der freiliegende Metallteil 11 A der Leiterplatte 10
zur Aufnahme elektronischer Bausteine mit diesem Verfahren
hergestellt ist, werden die folgenden Funktionen erhalten.
An dem Teil, der zum freiliegenden Metallteil 11 A wird, ist
die Vereinigung zwischen Substratschicht 12 und Metall
schicht 11 durch die Maske 16 unterbunden. Auch wenn z. B.
eine Haftfolie 12 a zum Verbinden der Substratschicht 12 und
der Metallschicht 11 eingesetzt wird, die während des Ther
mokompressionsbondens ein hohes Fließvermögen hat, ist es
aufgrund des Vorhandenseins der Maske 16 möglich, ein
Herausfließen der Haftfolie 12 a auf die Oberfläche des
freiliegenden Metallteils 11 A zu verhindern. Daher kann
eine Haftfolie 12 a eingesetzt werden, die sehr gute Bestän
digkeit gegen Wärme, Feuchtigkeit und Chemikalien aufweist.
Insbesondere bei Anwendung eines CO2-Lasers mit einer
Laserwellenlänge von 10,6 µm kann ferner ein Laserstrahl
mit hohem Reflexionsvermögen für Metalle erhalten werden,
der außerdem Harz, Glasgewebe etc. gut durchtrennt. Wenn
also der Laserstrahl von der Seite der Substratschicht 12
zu der Seite der Metallschicht 11 projiziert wird, wird nur
die Substratschicht 12 selektiv durchtrennt, ohne daß die
Metallschicht 11 beschädigt wird. Auch in einem Fall, in
dem die Dicke der Substratschicht 12 etwas schwankt, hört
daher der Trennvorgang mit dem Laserstrahl zuverlässig an
der Oberfläche der Metallschicht 11 auf, und dadurch kann
die Frästiefe leicht und präzise eingestellt werden.
Ferner kann die Bearbeitung mit dem Laserstrahl für den
jenigen Teil der Substratschicht 12 auf der Metallschicht
11, der die Maske 16 umgibt, durchgeführt werden, und der
über der Maske 16 liegende Teil der Substratschicht 12
braucht überhaupt nicht behandelt zu werden. Daher wird der
Bearbeitungsvorgang in sehr kurzer Zeit ausgeführt.
Da ferner die Bearbeitung mit dem Laserstrahl eine kontakt
lose Bearbeitung ist, entfällt jede Werkzeugbeschädigung
während des Bearbeitungsvorgangs, so daß eine gleichmäßige
Bearbeitung durchführbar ist.
Das Herstellungsverfahren nach der Erfindung wird nachste
hend im einzelnen unter Bezugnahme auf die in der Zeichnung
gezeigten Ausführungsbeispiele erläutert.
Dieses Ausführungsbeispiel 1 ist in den Fig. 5, 6 und
7(a-(c) gezeigt.
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Leiterplatte 10 zur Aufnahme
elektronischer Bausteine, wobei eine Mehrzahl von äußeren
Zuleitungen 17 a einheitlich mit inneren Anschlußteilen 11 C
an der Innenseite der äußeren Zuleitungen ausgebildet ist
und die inneren Anschlußteile 11 C auf beiden Seiten ein
heitlich mit einer Substratschicht 12 versehen sind, wobei
die einzelnen äußeren Zuleitungen 17 a von der Substrat
schicht 12 vorstehen und die äußeren Zuleitungen 17 a und
auf wenigstens einer Seite des Substrats gebildete Leiter
bahnabschnitte 14 elektrisch miteinander verbunden sind.
Die Leiterplatte 10 zur Aufnahme elektronischer Bausteine
ist von dem Typ, bei dem die elektrischen Anschlüsse zwi
schen einem elektronischen Baustein 20 und den äußeren Zu
leitungen 17 a durch die auf der Substratschicht 12 gebil
deten Leiterbahnen 14 hergestellt werden. Insbesondere wird
eine Metallschicht 11 verwendet, in der die äußeren Zulei
tungen 17 a und die inneren Anschlußteile 11 C einheitlich
ausgebildet sind.Daher ist bei der Leiterplatte 10 die Sub
stratschicht 12 einheitlich auf beiden Seiten der inneren
Anschlußteile 11 C, die die Metallschicht 11 bilden, vorge
sehen, wobei die äußeren Zuleitungen 17 a von der Substrat
schicht 12 nach außen abstehen. Hierbei ist die Leiterplat
te 10 dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnabschnitte
14 auf der Substratschicht 12 und die äußeren Zuleitungen
17 a über Durchkontaktierungen 15 miteinander verbunden
sind, die die inneren Anschlußteile 11 C durchsetzen.
Ein Verfahren zur Herstellung der Leiterplatte 10 zur Auf
nahme elektronischer Bausteine wird unter Bezugnahme auf
die Fig. 7(a)-(c) beschrieben.
(1) Ein Leiterrahmen 17 (der der Metallschicht 11 ent
spricht) wird durch Ätzen eines Leiterrahmenmaterials ge
bildet, und Masken 16 werden so angeordnet, daß sie beide
Oberflächen jedes Teils des Leiterrahmens 17, der eine
äußere Zuleitung 17 a werden soll, überdecken. Ferner werden
eine Prepregschicht und eine Kupferfolie auf die Außenseite
jeder Maske 16 in der genannten Reihenfolge geschichtet,
und die Schichtbestandteile werden in einer Presse thermo
kompressionsgebondet, so daß sie zu einem einheitlichen
Laminat gemacht werden. Somit ist eine Leiterplatte einer
Form gebildet, bei der gemäß Fig. 7(a) der Leiterrahmen 17
in der Schicht 12 derart vergraben ist, daß die Teile, die
die äußeren Zuleitungen 17 a werden sollen, von den Masken
16 daran gehindert sind, mit der Substratschicht 12 zu
einer Einheit laminiert zu werden.
Bei einem Beispiel des Ausführungsbeispiels 1 war das ver
wendete Leiterrahmenmaterial ein Kupferlegierungsblech von
0,25 mm Dicke, und das verwendete Prepreg war ein sogenann
tes "Glas-Triazin-Prepreg", wobei Glasgewebe mit einem
Bismaleinimid-Triazinharz getränkt wurde, das dann in einen
halbgehärteten Zustand gebracht wurde.
Die verwendete Maske 16 war ein Polyphenylensulfidfilm,
d. h. ein sogenannter PPS-Film einer Dicke von 50 µm.
(2) Anschließend wurden die Durchkontaktierungen 15 zur
elektrischen Verbindung der äußeren Zuleitungen 17 a mit den
Leiterbahnabschnitten 14, die auf der Oberfläche der Sub
stratschicht 12 zu bilden sind, mit einem Werkzeug herge
stellt, und die Innenwandungen der Durchkontaktierungen
wurden verkupfert.
Dann wurden auf der Oberfläche der Substratschicht 12 die
Leiterbahnabschnitte 14 durch Ätzen der Kupferfolien ge
bildet, so daß eine Leiterplatte entsprechend Fig. 7(b)
erhalten wurde.
(3) Anschließend wurden diejenigen Teile der Substrat
schicht 12 auf der Metallschicht 11, die die Masken 16 um
geben, unter Anwendung eines CO2-Lasers ausgefräst, wobei
um die jeweiligen Masken 16 Einschnitte gebildet werden,
die die Teile der Substratschicht 12 über den Masken 16
zuverlässig vom übrigen Teil der Substratschicht 12 tren
nen. Da die jeweiligen Masken 16 und die entsprechenden
äußeren Zuleitungen 17 a nicht gebondet sind, gelangen die
Maske 16 und die über den äußeren Zuleitungen 17 a liegenden
Teile der Substratschicht 12 in einen Zustand, in dem sie
von den übrigen Teilen vollständig getrennt sind.
Wenn eine gleichartige Laserbearbeitung auch an der Unter
seite der Substratschicht 12 durchgeführt wird, wird eine
Leiterplatte entsprechend Fig. 7(c) erhalten.
(4) Schließlich werden die Masken 16 und die über und unter
den äußeren Zuleitungen 17 a liegenden Teile der Substrat
schicht 12 abgelöst. Damit ist die Leiterplatte 10 zur
Aufnahme elektronischer Bausteine entsprechend Fig. 6 her
gestellt.
Bei der mit diesem Verfahren hergestellten Leiterplatte 10
zur Aufnahme elektronischer Bausteine sind die äußeren Zu
leitungen 17 a nicht durch den Laserstrahl beschädigt, und
somit werden die physikalischen Eigenschaften der äußeren
Zuleitungen 17 a wie Biegefestigkeit und Ausreißfestigkeit
nicht verschlechtert.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 8 und 9(a)-(c) wird ein zwei
tes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Die Leiterplatte 10 nach Fig. 8 zur Aufnahme elektronischer
Bausteine hat eine Aussparung 13 zur Befestigung eines
elektronischen Bausteins 20 sowie Wärmeabstrahlungsteile 18
zur Ableitung der von dem elektronischen Baustein 20 er
zeugten Wärme zur Atmosphäre. Unter Bezugnahme auf die Fig.
9(a)-(c) wird das Verfahren zur Herstellung dieser Leiter
platte 10 erläutert.
(1) Auf einem Abschnitt einer 1,0 mm dicken Aluminiumplatte
11 B, der ein freiliegender Metallteil 11 A werden soll, wird
eine Maske 16 angeordnet. Eine Haftfolie 12 a und eine Sub
stratschicht 12 werden an den Außenseiten der resultieren
den Aluminiumplatte 11 B aufeinandergeschichtet, und die
Schichtbestandteile werden in einer Presse thermokompres
sionsgebondet, so daß die Aluminiumplatte 11 B und die Sub
stratschichten 12 ein einheitliches Laminat werden. Damit
erhält man eine Leiterplatte entsprechend Fig. 9(a).
Bei einem Beispiel des Ausführungsbeispiels 2 war die ver
wendete Maske 16 eine 25 µm dicke Aluminiumfolie, und die
Haftfolie 12 a war ein halbgehärteter Film, der als Haupt
bestanadteil ein Epoxidharz enthielt. Ferner war die ver
wendete Substratschicht 12 ein vollständig ausgehärtetes
Glas-Epoxid-Prepreg.
(2) Anschließend wird der Teil der Substratschicht 12, der
über der Metallschich 11 (Aluminiumplatte 11 B) liegt und
die Maske 16 umgibt, mit einem CO2-Laser abgetrennt unter
Bildung einer Leiterplatte entsprechend Fig. 9(b).
(3) Schließlich werden die Maske 16 und der Teil der Sub
stratschicht 12, der über dem freiliegenden Metallteil 11 A
liegt, abgelöst unter Bildung der Aussparung 13 zur Auf
nahme des elektronischen Bausteins oder der Wärmeabstrah
lungsfläche 18, wobei die Metallschicht 11 freiliegt, wie
Fig. 9(c) zeigt.
Selbstverständlich können die Wärmeabstrahlungsteile 18 auf
beiden Oberflächen der Leiterplatte 10 für elektronische
Bausteine gebildet werden, in diesem Fall wird eine bessere
Wärmeabstrahlung erreicht.
Wie vorstehend im einzelnen erläutert wurde, besteht die
durch die obigen Beispiele erläuterte Erfindung in:
einem Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte 10 zur Aufnahme elektronischer Bausteine, wobei die Leiterplatte durch Vereinigen einer Substratschicht 12 und einer Metall schicht 11 und Befreien eines vorbestimmten Teils der Me tallschicht 11 von der Substratschicht 12 aufgebaut ist;
dieses Verfahren umfaßt folgende Schritte:
einem Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte 10 zur Aufnahme elektronischer Bausteine, wobei die Leiterplatte durch Vereinigen einer Substratschicht 12 und einer Metall schicht 11 und Befreien eines vorbestimmten Teils der Me tallschicht 11 von der Substratschicht 12 aufgebaut ist;
dieses Verfahren umfaßt folgende Schritte:
- 1) Anordnen einer Maske 16 zwischen der Substratschicht 12 und einem Teil der Metallschicht 11, der der freiliegende Teil 11 A wird, und anschließendes Vereinigen der Substrat schicht 12 mit der Metallschicht 11;
- 2) Projizieren eines Laserstrahls auf den die Maske 16 umgebenden Teil der Substratschicht 12 auf der Metall schicht 11, und zwar in einer Richtung von einer Seite der Substratschicht 12 zu einer Seite der Metallschicht 11, wodurch der die Maske 16 umgebende Teil der Substratschicht 12 entfernt wird; und
- 3) Ablösen des auf der Maske 16 verbliebenen Teils der Substratschicht 12 gemeinsam mit der Maske 16.
Auch wenn also nur ein teilweises Fräsen mit dem Laser
strahl stattfindet, kann doch die Bildung des freiliegenden
Metallteils 11 A in der Leiterplatte 10 für elektronische
Bausteine zuverlässig und in kurzer Zeit über eine ver
gleichsweise große Fläche ohne Beschädigung der Metall
schicht 11 durchgeführt werden.
Abgesehen davon, daß der freiliegende Metallteil 11 A zur
Bildung der Leiterplatte 10 für elektronische Bausteine
zuverlässig und in kurzer Zeit herstellbar ist, kann auf
grund der kontaktlosen Bearbeitung mit dem Laserstrahl eine
Beschädigung des Werkzeugs während der Bearbeitung voll
ständig außer acht gelassen werden.
Die Maske 16 ist ferner auf dem Teil angeordnet, der der
freiliegende Metallteil 11 A wird, so daß bei einer Vereini
gung der Metallschicht 11 und der Substratschicht 12 das
Harz nicht an der Oberfläche des Teils, der zum Teil 11 A
wird, haftet. Dadurch ist es nunmehr möglich, z. B. eine
Haftfolie einzusetzen, die ein relativ hohes Fließvermögen
während des Thermokompressionsbondens hat. Somit kann also
eine Haftfolie mit überlegenen Eigenschaften hinsichtlich
der Beständigkeit gegen Wärme, Chemikalien und Feuchtigkeit
eingesetzt werden, so daß eine hochzuverlässige Leiter
platte 10 für elektronische Bausteine herstellbar ist.
Da ferner ein Laserstrahl wesentlich besser zum Fräsen von
Harzen als von Metallen geeignet ist, wird die Metall
schicht 11 auch dann nicht beschädigt, wenn die Substrat
schicht 12 vollständig durchtrennt ist. Daher kann die
Frästiefe zuverlässig eingestellt werden, und die physische
Festigkeit der Metallschicht 11 wird nicht nachteilig be
einflußt.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte zur Auf
nahme elektronischer Bausteine, die durch Vereinigung einer
Substratschicht mit einer Metallschicht und Befreien eines
vorbestimmten Teils der Metallschicht von der Substrat
schicht aufgebaut ist,
gekennzeichnet durch
die folgenden Schritte:
- 1) Anordnen einer Maske zwischen der Substratschicht und dem Teil der Metallschicht, der der freiliegende Teil wer den soll, und anschließendes Vereinigen der Substratschicht mit der Metallschicht;
- 2) Projizieren eines Laserstrahls auf den die Maske umge benden Teil der auf der Metallschicht befindlichen Sub stratschicht, und zwar in einer Richtung von einer Seite der Substratschicht zu einer Seite der Metallschicht, so daß der die Maske umgebende Teil der Substratschicht aus gefräst wird; und
- 3) Ablösen des auf der Maske verbleibenden Teils der Substratschicht gemeinsam mit der Maske.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Substratschicht aus einem Glas-Harz-Prepreg be
steht, daß die Metallschicht ein Kupferlegierungsblech und
die Maske ein Harzfilm ist und daß der Laserstrahl von
einem CO2-Laser ausgeht.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Substratschicht ein Harzfilm, die Metallschicht
eine Aluminiumplatte und die Maske eine Metallfolie ist und
daß der Laserstrahl von einem CO2-Laser ausgeht.
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